地铁直流供电系统配电柜绝缘安装工法

1 前言 ...................................................................................................................................... 1 2 技术特点 .............................................................................................................................. 1 3 适用范围 .............................................................................................................................. 1 4 工艺原理 .............................................................................................................................. 1 5 工艺流程及操作要点 .......................................................................................................... 2

5.1工艺流程图 ................................................................................................................... 2 5.2人员组织 ....................................................................................................................... 2 5.3施工测量 ....................................................................................................................... 3 5.4设备基础安装 ............................................................................................................... 3 5.5绝缘板安装 ................................................................................................................... 4

5.3.1 基础、绝缘板清洁 .......................................................................................... 4 5.3.2 绝缘板与槽钢基础的固定 ................................................................................ 4 5.6 柜体安装 ...................................................................................................................... 5

5.6.1 柜体入位 ............................................................................................................ 5 5.6.2 母排连接及柜体固定 ........................................................................................ 6 5.6.3 安装绝缘处理 .................................................................................................... 8 5.7 安装检测 ...................................................................................................................... 8 6. 材料与设备： ....................................................................................................................... 9 7. 质量控制： ........................................................................................................................... 9 8. 安全措施： ......................................................................................................................... 10

8.1设备运装安全措施 ..................................................................................................... 10

8.1.1人员配备 ........................................................................................................... 10 8.1.2工具配备 ........................................................................................................... 10 8.1.3运装方案 ........................................................................................................... 10 8.2施工过程用电安全措施 ............................................................................................. 11 9. 环保措施： ......................................................................................................................... 11 10. 效益分析： ....................................................................................................................... 11 11. 应用实例： ....................................................................................................................... 12

2011年度参评三级工法 地铁直流供电系统配电柜绝缘安施工工法 地铁直流供电系统配电柜绝缘安装工法

1 前言

随着我国城市化进程的加快，城市交通运输能力的提高是决定城市化进程发展速度的重要因素之一。近年，随着我国城市轨道交通事业的蓬勃发展，其中一、二线城市地下铁道交通的规划及已开通线路日益增多，地铁已成为城市交通的主要工具。

迎着地铁发展的有力契机，本文将依据天津地铁3号线供电系统安装工程的实践经验，详述地铁直流供电系统配电柜的安装工法。 2 技术特点

由于直流供电系统对地绝缘要求较高，采用本工艺施工，具有操作简便，高质、高效的特点；结合实际情况，安装后设备一次验收合格率达98%。 3 适用范围

本工法适用于全部城市轨道交通直流供电系统中整流器柜及直流开关柜的绝缘安装。 4 工艺原理

由于地铁牵引供电采用直流电源，当牵引电源正、负极不采取绝缘措施与大地接触后，电流流入埋地金属，再从埋地金属体流出，进入大地或水中，因为电流流出部位成为阳极，则在电流流出部位发生激烈的腐蚀。

鉴于地铁结构的特殊性，为防止杂散电流对地铁隧道结构金属（钢筋及预埋金属管线等）进行腐蚀，更是为了防止正极与地产生电位差造成安全隐患，牵引系统的正、负极配电柜均采用对地绝缘安装。

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2011年度参评三级工法 地铁直流供电系统配电柜绝缘安施工工法 5 工艺流程及操作要点 5.1工艺流程图

施工测量 基础安装 绝缘板安装 柜体安装 柜体入位 母排连接及柜体固定 安装绝缘处理 安装检测 图5.1-1 工艺流程图

5.2人员组织

合理组织施工作业人员。必须组建具有技术化、效率化特点的作业班组。

表5.2-1 人员投入清单 序号 岗位 人数 职责说明 负责系统工程的全面技术工作。包括技术交底、安装数据录入及分析、质1 专业工程师 1人 量控制等工作。 2 3 4 5 班组长 施工技术员 装置操作工 安装工 1人 1人 1人 4人 现场施工负责人，按交底内容科学管理施工，对施工质量负责。 现场技术跟踪，安装数据录入。 按班组长要求进行施工。 按班组长要求进行施工。 中铁十三局集团电务工程有限公司 第 2 页 共12页

2011年度参评三级工法 地铁直流供电系统配电柜绝缘安施工工法 5.3施工测量

1、预留孔洞位置测量确认

根据施工设计图，确认设备预留孔洞位置及基础槽钢位置。测量以上位置与建筑结构物之间的限界距离是否满足设计要求。

2、地面标高测量

按设计要求，基础槽钢完成安装后，槽钢上顶面应与装修地面相平。在完成设备间装修50线移交后，根据50线标高，对设备间50线进行高程复测。由于本工程地铁各车站均设计有2‰的污水排放坡度，所以，在测量过程中除做相关测量数据录入工作外，还应计算出槽钢安装时的抬升或下放高度。如表5.3-1：

表5.3-1 华苑站低压配电室50线复测记录

桩号 25轴-1 25轴-2 25轴-3 25轴-4 25轴-5 25轴-6 25轴-7 前视 135.3 131.1 129.6 125.1 125 119.7 120.6 后视 137.5 138.7 142.2 142.5 144.8 146.3 149.9 实测高程 50.22 50.76 51.26 51.74 51.98 52.66 52.93 抬升高度（mm） 2.2 7.6 12.6 17.4 19.8 26.6 29.3 下放高度（mm） 说明 5.4设备基础安装

在基础槽钢安装位置的两侧地面上每隔1米植入基础支撑一处，支撑选用螺纹钢筋。考虑到基础承力要求，所选钢筋规格不得小于∮12。

选基础槽钢抬升最低点作为第一固定点，先利用液压千斤顶将槽钢调整至抬升位置，然后利用水准仪以槽钢上平面为基准，复测槽钢高程。复测合格后，把槽钢与基础支撑焊接固定。以下个支撑点以此类推。槽钢焊接后应对焊点进行检查、打磨处理，禁止出现漏焊及焊渣残留。

焊点打磨完成后，对各焊点及基础支撑进行防腐处理。焊点及基础支撑均应先刷一次防锈漆，然后再刷两遍富锌漆。对于湿度较大的地下站设

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2011年度参评三级工法 地铁直流供电系统配电柜绝缘安施工工法 备间，槽钢基础的焊点及基础支撑除做衣裳处理外，还应再刷一层封闭漆。 5.5绝缘板安装

5.5.1 基础、绝缘板清洁

1、设备基础清洁

由于基础表面漆层平整度误差较大，应用磨光机或钢刷对基础表面进行二次平整，利用平整度仪检测平整结果。平整度检测合格后，用吸尘器清理漆屑及灰尘，并用无水酒精和脱脂棉对基础进行第一次清洗。

2、绝缘板清洁

拆除绝缘板下底面的保护膜，用湿毛巾对绝缘板进行初步清洁（。待绝缘板表面干燥后，用无水酒精和脱脂棉再次对绝缘板进行清洗。

在绝缘板清洁过程中，应注意以下两点：

1、禁止使用回丝、棕刷，因为残留回丝、棕丝可能引发设备绝缘水平下降；

2、绝缘板初步清洁时禁用干毛巾，避免擦拭时产生静电影响清洁效果； 5.3.2 绝缘板与槽钢基础的固定

为保证设备安装后的绝缘要求，安装绝缘板时其外缘应超出槽钢基础轮廓。根据750V直流配电系统的最小绝缘距离要求（静态绝缘最小距离为25mm），在绝缘板底面绘制安装边线。见图5.3.2-1。

在槽钢基础上表面涂刷强力胶，严格按绝缘板上绘制的安装边线把绝缘板与基础槽钢粘合、固定。然后，在绝缘板与基础槽钢粘接缝隙处涂刷封闭胶。如果绝缘板安装时需要拼接，在拼接处上下表面用聚乙烯胶带包封，且胶带不宜包封过厚。

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2011年度参评三级工法 地铁直流供电系统配电柜绝缘安施工工法

30mm 与槽钢固定部分 30mm 安装边线

绝缘板 图5.3.2-1 绝缘板安装边线示意图

在绝缘板与基础槽钢固定完全粘合后，用1000V绝缘电阻表对绝缘板进行绝缘测试。通常情况下绝缘阻值为无穷大，阻值最小不得小于850MΩ。 5.6 柜体安装 5.6.1 柜体入位

1、电磁式设备导向轮的研发

由于设备绝缘安装的特殊要求，柜体入位调整时禁止在绝缘板上直接拖动，以防柜体尖角部分破坏绝缘板，降低绝缘效果。以往的方法是在绝缘板上铺设防护板，用叉车和液压千斤顶配合作业。此种方法人员投入较多，施工效率不高，很可能因操作不当而引起柜体倾覆或绝缘受损。

为提高施工效率，减小设备绝缘的受损风险，我部在总结万向轮的工作方式后，研发、应用了电磁式设备导向轮。电磁电源选用18V直流蓄电池；铁芯直径2cm；导线截面1.5mm²；万向轮4个。将铁芯用导线缠绕后漆包，固定于万向轮上，每两个万向轮为一组接入电源。

电磁式设备导向轮的工作原理：

F=U×N²×I²×S/4L² (5.6.1.1)

式中 U—导磁率 N—线圈匝数 I—线圈电流

S—铁心截面积 L—铁芯长度

根据上式选用相应铁芯，制作漆包线电磁铁。其电磁力计算如下：

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2011年度参评三级工法 地铁直流供电系统配电柜绝缘安施工工法 F=6000×10000×0.45×0.000314/4×0.25=8478N

由于铁芯内产生感应电流，使铁芯产生温度。距试验表明，运行时铁芯温度约为13.2℃~15.7℃，不会对设备造成影响。再者，设备自重436kg，电磁力8478N，完全满足设备安装要求。 2、柜体入位

将两组电磁导向轮分别固定于设备底部，接通电源，使导向轮与设备可靠固定。在基础槽钢前铺设跳板，将设备推拉至安装位置，根据施工设计图纸的距离要求调整设备。调整完成后，分先后断开两组导向轮的电源，完成柜体入位。

在柜体全部入位后，用1000V绝缘电阻表对柜体进行绝缘测试。最小绝缘阻值不得小于2MΩ。 5.6.2 母排连接及柜体固定 1、母排连接

母排连接在柜体固定后进行，母排的连接方法如图5.6.2-1所示：

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2011年度参评三级工法 地铁直流供电系统配电柜绝缘安施工工法 图5.6.2-1 配电柜母排连接示意图

母排安装的注意事项：

1） 母排连接时应用毛刷除去母排上需要连接表面上的氧化膜； 2） 利用扭力扳手，用40Nm的力矩锁紧母排螺母； 2、柜体固定

柜体固定分为柜间固定和柜体与基础固定两部分内容。其中，柜体与基础固定是柜体固定的主要操作内容。

柜体与基础固定

首先，在设备内部的四角找到基础槽钢肋部，在其上方安装配电柜固定压板。然后，以压板为模具，分别用电钻在绝缘板和槽钢上打4个∮10.5的孔 。最后，利用攻丝钻头对已有孔洞进行攻丝，并用吸尘器清理打孔及攻丝所留下的铁屑。

完成上述工序后，将安装螺栓套上尼龙套管及绝缘压板，对柜体进行

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2011年度参评三级工法 地铁直流供电系统配电柜绝缘安施工工法 固定安装。见图5.6.2-2。

图5.6.2-2 绝缘安装效果图

5.6.3 安装绝缘处理

在柜体安装完成后，用吸尘器对配电柜内部进行二次清理，施工中遗留的金属废料、铁屑及灰尘应作为重点清理对象。清理完成后，除去绝缘板上表面的保护膜，再用无水酒精对绝缘板进行二次清理。最后，用1000V绝缘电阻表对柜体进行绝缘测试。最小绝缘阻值不得小于2MΩ。 5.7 安装检测

1、柜体安装检测标准。见表5.7-1.

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2011年度参评三级工法 地铁直流供电系统配电柜绝缘安施工工法 表5.7-1 柜体检测标准表

检验频率 序号 项目 允许偏差（mm） 范围 1 垂直度 相邻两柜顶部 2 水平偏差 成列柜顶部 相邻两柜顶部 3 柜面偏差 成列柜顶部 4 柜间接缝 ≤5 ≤2 ≤5 ≤1 ≤1.5 ≤2 每 面 柜 体 2 2 直尺 2 水平尺、拉线 2 点数 2 2 水平尺、铅垂线 检验工具

6 材料与设备

表6-1 施工材料/设备投入表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 设备名称 平整度测试仪 水准仪 电磁式设备导向轮及配套装置 电钻 绝缘电阻表 吸尘器 液压千斤顶 钻头 攻丝钻头 棘轮扳手 棘轮扳手 棘轮扳手 强力胶 密封胶 规格/型号 CZ2050 DSJ3-Z 自制 GSB16GSB 16 数量 1 1 2 2 1 1 2 —— —— 4 4 4 —— —— 单位 台 台 套 台 台 台 个 盒 盒 把 把 把 桶 桶 备注 根据实际需要配备 根据实际需要配备 根据实际需要配备 根据实际需要配备 AR3123 Qw12t-202 5T ∮10.5 ∮11 13mm 14mm 22mm 500ml 250ml 7 质量控制

专业工程师应及时、准确的对施工班组成员进行上岗培训，建立施工质量责任制度。专业工程师及现场技术员对安装过程进行全程跟踪、监督。由现场技术员对设备安装信息进行记录归档，施工班组长对安装质量负责。

建立质量隐患档案，制定相关的处理办法。严格按相关标准和要求施工。

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2011年度参评三级工法 地铁直流供电系统配电柜绝缘安施工工法 8 安全措施

由于设备本身较重，每台设备重约436千克，安装部位分散。所以，要注意设备运装的安全展开，制定专项运装方案。 8.1设备运装安全措施 8.1.1人员配备

表8.1.1-1 人员配备表

序号 人员分配 人数 职责范围 负责设备运装的总体调度，负责对运装设备1 指挥 1人 工具进行使用前监测，对施工人员进行施工前安全教育，并对整个运装过程进行安全监督。 负责对运装设备工具进行使用前监测，对施2 专职安全督导 1人 工人员进行施工前安全教育，并对整个运装过程进行安全监督并做好向光记录。 3 4 搬运工 吊装工 4人 2人 负责设备的搬运工作，严格执行安全施工的相关规定。 负责设备的起吊及装运，严格执行安全施工的相关规定。 8.1.2工具配备

表8.1.2-1 工具配备表

序号 1 2 3 4 5 工具名称 起吊架 吊装带 轨道运输车 信号灯 施工警示牌 规格 5T 5T 10T 数量 1 2 1 2 若干 单位 台 条 辆 把 个 备注 8.1.3运装方案

在设备吊装区5米范围内设施工警示牌，把设备用手推车运至起吊架下，用吊装带把设备固定牢靠。利用起吊架把设备吊至事先备好的轨道运输车上。以上过程必须由指挥总体调度，安全员全程监督，方可进行。

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2011年度参评三级工法 地铁直流供电系统配电柜绝缘安施工工法 8.2施工过程用电安全措施

由于施工进行时要使用动力电源，在拉设临时电源时，电线均应架空，过道处需用钢管保护，不得乱拖乱拉，以免电线被重物辗压。

再有，在潮湿环境中施工，电气设备、电缆、导线等，应选用封闭型或防潮型。电气设备金属外壳应接地良好。移动式电动工具和手提式电动工具，应加装漏电保护器，其动作电流应不大于15mA，动作时间小于0.1s或选用双重绝缘设备。长期停用的电动工具，使用前应测绝缘。行灯电压不应超过12V。 9 环保措施

由于设备及其附件均为环保材料，所以，在施工时，施工人员应重点做好施工废料收集、处理。杜绝施工废料堆施工环境的污染，施工管理人员应建立、健全责任制度，实施有力的执行标准，严格监督，重点看查。 10 效益分析

传统的设备安装方式主要依靠加大人力投入的方式进行施工难点作业，尤其是在设备入位调整作业上，传统工艺调整时间长，施工成本高。

本项目的设备安装方式采用电磁式设备导向轮及配套装置对设备进行入位调整，显著提高了施工效率，节省大量人力，有效地缩短了施工周期，确保了施工施工质量和施工进度，保证了设备的安装精度。

表9-1工法与常规方法对比

施工方法 序号 项目 1 2 3 人员（人） 工效（台/天） 合格率 7 10 100% 12 4 ≥80% 本项工法 常规方法 以上数据足以证明，本工法无论从施工进度角度或质量验收角度考虑，

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2011年度参评三级工法 地铁直流供电系统配电柜绝缘安施工工法 均优于传统工法，且可实施性强。 11 应用实例

本工法自2011年4月至2011年10月应用于天津地铁3号线供电系统安装工程第1标段。完成直流配电柜安装62台，质量验收一次通过率达100%。其中，电磁式设备导向轮及配套装置的应用更是受到了建设单位、设计单位及监理单位的一致认可。为项目部赢得了良好的经济效益和社会效益。

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